Jumat, 10 Agustus 2012

DASAR-DASAR SINYAL VIDEO

TEKNIK AUDIO VIDEO                                                                          
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)                                                                                 249 
5.1 Element Gambar 
Sebuah gambar pada dasarnya tersusun dari sekumpulan titik-titik 
wara. Untuk mengetahuinya, prinsip pertama adalah dengan membagi 
suatu gambar menjadi titik-titik warna  (color dots) caranya dengan 
memperbesar gambar menjadi beberapa kali lipat sehingga tampak 
kotak-kotak. Perhatikan gambar di bawah ini. Otak kita secara otomatis 
akan mengumpulkan kembali titik-titik 
tersebut menjadi sebuah gambar. Tetapi 
jika diperbesar kembali, gambar tampak 
berbeda dan terlihat ada kotak-kotak 
pembentuk gambar. Bukan hal yang 
mudah untuk mengenali gambar seperti 
ini, seperti halnya pemrosesan pada 
program komputer untuk memahami 
sebuah gambar. Satu-satunya cara kita 
untuk melihat yang benar-benar terjadi 
adalah dengan memperbesar gambar 
tersebut, sampai otak kita tidak dapat 
mengolah/memahami gambar tersebut. 
Layar televisi dan komputer menyaring 
(seperti halnya foto pada majalah dan 
surat kabar) tersusun dari kumpulan titiktitik pembentuk gambar. Pada televisi atau komputer, titik ini disebut pixel 
(picture element) dengan ukuran jumlah titik horisontal x jumlah titik 
vertikal. Misalnya layar dengan resolusi 1024x768 pixel, artinya ada 1024 
titik horisontal untuk tiap 1 titik vertikal. Jadi totalnya ada 786.432 titik 
pembentuk gambar. Karena begitu banyaknya titik element gambar, 
maka gambar terlihat lebih halus. 
Ada 2 cara mendeskripsikan ukuran dari sebuah layar yaitu aspek 
ratio dan ukuran layar  (screen size). Secara turun temurun, display 
komputer seperti TV pada umumnya mempunyai sebuah aspek rasio 
4:3. Artinya perbandingan dari lebar dan tinggi layar adalah 4:3. Untuk 
layar lebar (widescreen) memiliki aspek ratio 16:9 (ada beberapa yang 
perbandingannya 16:10 atau 15:9). Layar ini biasanya digunakan untuk 
menampilkan film DVD yang memiliki format widescreen. Sistem HDTV 
juga menggunakan aspek ratio 16:9. Semua tipe dari display termasuk  
permukaan proyeksi (projection surface), biasanya dikenal sebagai layar 
(screen). Ukuran layar secara normal diukur dengan satuan inchi, dimulai 
BAB 5 DASAR-DASAR  VIDEO 
Gambar 5-1. Susunan titik 
pembentuk gambar Sri Waluyanti dkk                                                                                       TEKNIK AUDIO  VIDEO 
250                                                                 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 
dari satu sudut sampai sudut seberang lain secara diagonal. Untuk lebih 
jelasnya, perhatikan gambar 5-2 dan gambar 5-3 di bawah ini. 
Namun, cara yang digunakan untuk 
mengukur layar  (screen) Monitor LCD dan 
CRT ternyata berbeda. Untuk layar CRT, 
ukuran layar diukur secara diagonal dari 
tepi luar body layar. Dengan kata lain, 
lapisan terluar ikut diukur seperti yang 
ditunjukkan pada gambar disamping.  
Gambar 5-2. CRT screen size 
.  
Untuk layar LCD, Untuk layar LCD, 
layar diukur secara diagonal dari sisi 
dalam bingkainya. Dengan  kata lain, 
tepi luar tidak ikut diukur seperti halnya 
pada CRT  
Gambar 5-3. LCD screen size 
Karena perbedaan dalam hal mengukur CRT dan LCD, maka 
LCD 17” layak jika dibandingkan dengan CRT yang berukuran 19”. Untuk 
lebih akurat dalam perbandingannya, bandingkanlah  viewable screen 
size  seperti tampak pada gambar 5-2 di atas. Ukuran layar pada 
umumnya adalah 15, 17, 19 dan 21 inchi. Tetapi untul notebook, ukuran 
layarnya lebih kecil, umumnya mulai dari 12 hingga 17 inchi. Kemajuan 
teknologi, memungkinkan diciptakannya layar berukuran besar bahkan 
lebih dari 40” misalnya pada  information displays untuk publik maupun 
dalam bidang medis.  
5.2 Sistem Pembentukan Gambar 
Dalam proses pembentukan gambar, yang berasal dari sinyal video 
kemudian tampil pada layar terbagi menjadi 2 proses (metode) yang 
berbeda yaitu: 
 Interlaced, yaitu metode untuk menampilkan image/gambar dalam 
rasters canned display device seperti CRT televisi analog, yang 
ditampilkan bergantian antara garis ganjil dan genap secara cepat 
untuk setiap framenya. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, 
diantaranya: 
• Refresh rate yang disarankan untuk metode interlaced adalah 
antara 50-80Hz. TEKNIK AUDIO VIDEO                                                                          Sri Waluyanti dkk 
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)                                                                                 251 
• Interlace digunakan di sistem televisi analog, meliputi 3 sistem 
warna: 
 PAL (50 fields per second, 625 lines, even field drawn first) 
 SECAM (50 fields per second, 625 lines) 
 NTSC (59.94 fields per second, 525 lines, even field drawn first) 
Gambar 5-4. Interlaced garis ganjil  dan garis genap 
 Progressive scan, yaitu 
metode untuk menampilkan, 
menyimpan, dan memancarkan gambar dimana setiap 
baris untuk setiap framenya 
digambar secara berurutan. 
Metode ini biasa digunakan 
pada CRT monitor komputer.  
Gambar 5-5. Progressive scan 
Untuk membandingkan kedua metode seperti yang telah 
dijelaskan di atas, dapat diperhatikan gambar 5-6. Tampak pada 
gambar bahwa metode progressive scan menghasilkan gambar yang 
lebih halus daripada metode interlaced. Metode progressive scan ini 
dipakai pada layar dengan resolusi tinggi seperti untuk monitor 
komputer yang memiliki resolusi lebih dari 1024 x 768 pixel. Oleh 
karena itu, tampilan pada monitor komputer cenderung lebih jernih 
dari pada layar televisi biasa. Sri Waluyanti dkk                                                                                       TEKNIK AUDIO  VIDEO 
252                                                                 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 
Gambar 5-6. Perbandingan Interlaced dan Progressive scan 
5.3.  Metode Pengujian Sinyal Video 
Setidaknya ada dua cara untuk menguji sinyal video, yaitu 
dengan menguji karakteristik dari spesifikasi sinyal untuk memastikan 
bahwa sinyal telah sesuai dengan kebutuhan teknis atau artistik tertentu. 
Atau dengan menguji karakteristik dari setiap peralatan secara terpisah 
atau beberapa peralatan sekaligus di dalam alur sinyal video untuk 
menentukan bahwa penyimpangan sinyal terjadi pada peralatan 
tersebut. Contohnya kita melakukan monitoring terhadap keluaran 
sumber sinyal video (kamera, generator karakter, dll.)  
Untuk memastikan bahwa sinyal 
yang dihasilkan tidak melebihi batas 
maksimal sinyal hitam dan putih. Contoh 
lainnya, yakni kita menguji penguatan 
sinyal secara keseluruh-an pada proses 
record/playback. Caranya dengan 
memberikan sinyal video dengan 
amplitudo sekitar, kemudian diamati pada 
bagian outputnya selama playback. 
5.4.  Tabung Gambar 
Tabung gambar memiliki peranan 
yang sangat penting, karena sinyal video 
harus diubah menjadi sebuah bentuk nyata berupa gambar melalui 
sebuah display, baik itu berupa CRT, LCD maupun plasma seperti yang 
akan dibahas lebih lanjut. Pada dasarnya gambar yang  adalah 
penggabungan 3 warna primer yaitu merah (Red), hijau (Green) dan biru 
(Blue). Disamping ada juga sinyal sinkronisasi untuk mengatur gambar.  
Berbagai jenis teknologi pun dikembangkan untuk memperoleh 
tampilan gambar, supaya mendekati tampilan objek sebenarnya. Image 
processing yang berkembang saat ini semuanya mengggunakan
teknologi digital. Masing-masing produsen mempunyai trademark 
tersendiri untuk produk televisi yang mereka buat. Tapi secara umum, 
peningkatan kualitas gambar ini bertujuan agar tampilan layar TV CRT 
menjadi lebih realistis dan alami. Salah satunya adalah teknologi Digital 
Gambar 5-7. Bentuk 
gelombang sinyal warnaTEKNIK AUDIO VIDEO                                                                          Sri Waluyanti dkk 
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)                                                                                 253 
Intelligent Picture Enhancement (DIPE) yang mengoptimalkan gambar 
dengan cara memproses setiap sinyal yang masuk secara digital. 
Teknologi gambar televisi lainnya adalah  Digital Natural Image 
engine atau disingkat  DINe. Teknologi yang sudah mendapatkan 
pengakuan pasar ini sangat inovatif karena dilengkapi serangkaian fiturfitur pengolah gambar digital paling mutakhir, di antaranya: 
1.  Six-times Density Enhancer. Teknologi inovatif ini bekerja 
memperbaiki kepadatan gambar sehingga gambar resolusi  tinggi 
yang dihasilkan menjadi lebih jelas. Gambar pun menjadi lebih 
sempurna dan mengesankan. 
2.  Signal Optimizer Bertugas mengoptimalkan sinyal yang masuk ke 
dalam tabung televisi. Fungsinya adalah untuk menghilangkan 
distorsi gambar akibat intensitas transmisi sinyal siaran yang rendah. 
3.  Detail Enhancer Berfungsi mempertajam batasan warna agar tidak 
kabur. Ditambah dengan penyamaan kejelasan terperinci secara 
seragam pada setiap saluran. Detil gambar pun menjadi sejelas 
aslinya. 
4.  Color Optimizer Sesuai namanya, filter ini mampu menyajikan warnawarni alami dengan mengoptimalkan warna yang masuk. Pada 
teknologi CRT stkitar, kualitas gambar seringkali menurun karena 
munculnya warna perantara atau campuran. Secara teknis, Color 
Optimizer akan memisahkan batasan-batasan warna. 
5.  Contrast Enhancer Teknologi ini meningkatkan daya kontras warna 
dengan cara memperluas pola gradasi warna terang dan gelap. 
Dengan begitu, intensitas cahaya yang tidak wajar akan terhindarkan 
dan gambar yang dihasilkan menjadi lebih alami. Keletihan pada 
mata akibat menonton dalam waktu lama pun dapat diminimalisir. 
Teknologi gambar DINe ini sudah diterapkan di semua TV Slimfit. 
Produk terbaru dari Samsung memiliki perbaharuan dibandingkan televisi 
CRT terdahulu. Ukurannya sangat tipis, yaitu 1/3 lebih tipis dari TV CRT 
pada umumnya. Untuk standar display dan resolusinya, dapat dilihat 
pada tabel di bawah ini : Sri Waluyanti dkk                                                                                       TEKNIK AUDIO  VIDEO 
254                                                                 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 
       Tabel 5-1. Standar display beserta resolusinya 
Jenis Standar 
Resolusi 
(pixel) 
Penggunaan 
XGA (Extended Graphics 
Array)  
1024x768  
15- and 17-inch CRT monitors 
15-inch LCD monitors  
SXGA (Super XGA)  1280x1024 
15- and 17-inch CRT monitors 
17-and 19-inch LCD monitors  
UXGA (Ultra XGA)  1600x1200 
19-, 20-, 21-inch CRT monitors 
20-inch LCD monitors  
QXGA (Quad XGA)  2048x1536  21-inch and larger CRT monitors  
WXGA (Wide XGA)  1280x800  
Wide aspect 15.4-inch laptops 
LCD displays  
WSXGA+ (Wide SXGA plus)  1680x1050  Wide aspect 20-inch LCD monitors  
WUXGA (Wide Ultra XGA)  1920x1200 
Wide aspect 22-inch and larger LCD 
monitors  
5.4.1.  CRT 
(Cathode Ray tube)  
Display jenis ini 
adalah yang paling 
tua dan paling 
banyak dipakai oleh 
masyarakat. 
Awalnya CRT 
ditemukan oleh Ahli 
fisika Jerman 
Ferdinand Braun 
tahun 1897 sehingga 
dikenal sebagai 
“Braun Tube”.  
                                Gambar 5-8. Bagian-bagian CRT warna TEKNIK AUDIO VIDEO                                                                          Sri Waluyanti dkk 
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)                                                                                 255 
Sinar katode merupakan suatu berkas elektron yang keluar dari 
suatu pemanas katode (heater) yang berada di dalam tabung ruang 
hampa, dimana berkas elektron ini akan ditarik ke anoda disebabkan 
adanya beda potensial yang cukup tinggi antar katode dan anoda 
(tegangan  ini umumnya dalam orde Kilo volt).  
Tabung sinar katode (CRT) adalah suatu tabung ruang hampa yang 
berisi suatu senapan elektron  (Electron guns) dan suatu elemen 
pemanas (heater), yang berfungsi untuk mempercepat dan 
membelokkan berkas elektron (Electron beams). Hal ini dikarenakan di 
dalam ruang hampa yang panas, 
berkas elektron mudah untuk 
bergerak dari katoda menuju ke 
anoda. Untuk lebih jelasnya, 
perhatikan bagian-bagian CRT 
untuk televisi berwarna di 
samping serta di bawah ini. 
Bagian-bagian CRT berwarna: 
1. Electron guns      
2. Electron beams    
3. Focusing coils  
4. Deflection coils   
5. Anode 
6. Mask 
7. Phosphor layers 
8. Close-up of the phosphor 
Layar mempunyai sejumlah fosofor yang akan berpendar ketika 
terkena tembakan elektron yang dihasilkan oleh senapan  elektron. 
Berkas elektron ini akan dibelokkan oleh medan magnet  yang 
dikendalikan oleh kumparan vertikal dan horisontal  (kumparan yoke). 
Elektron yang ditembakkan dan mengenai titik pospor akan 
menghasilkan cahaya yang terang yang dapat terlihat pada layar. selain 
itu, tabung juga memiliki  mask color, semacam masker untuk 
menempatkan titik-titik pospor sehingga berkas elektron tepat mengenai 
pospor tersebut. Bila dilihat secata titik-titik, terbentuk tampilan seperti 
gambar 5-10. Ada 3 bulatan pospor yaitu merah, biru  dan hijau. Bila 
digambarkan berdasarkan urutan warnanya, maka terlihat seperti 
gambar 5-11. 
Gambar 5-9.  Bagian-bagian CRT warna 
(tampak belakang)Sri Waluyanti dkk                                                                                       TEKNIK AUDIO  VIDEO 
256                                                                 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 
Gambar 5-12. Senapan elektron (Electron gun)  
Sumber berkas elektron adalah senapan elektron, yang 
menghasilkan suatu arus elektron melalui emisi-termion, dan memusat 
menjadi seuah titik kecil. Senapan ditempatkan pada leher CRT atau 
bagaian belakang CRT. Senapan elektron mempercepat tidak hanya 
elektron tetapi juga ion hadir di ruang hampa yang tidak sempurna. Ion 
lebih berat dibanding elektron, sulit untuk dibelokkan oleh medan 
megnet. Untuk untuk mencegahnya, senapan elektron ini  dapat 
diposisikan pada poros tabung sedemikian sehingga ion akan 
membentur sisi CRT. Magnet tetap (perangkap ion) membelokkan 
elektron sehingga elektron membentur layar/pospor.  
 CRT menggunakan suatu tabung yang umumnya berukuran
besar, berat, dan relatif mudah pecah.  Kemajuan teknologi, CRT mulai 
ditinggalkan dan tergantikan oleh LCD dan plasma. Ukuran   CRT sangat 
bervariasi, mulai dari 6” sampai lebih dari 34”. Fisik yang besar sangat 
berpengaruh pada konsumsi daya. 
                         
Gambar 5-10. Magnified view 
of a shadow mask color CRT 
         
Gambar 5-11. Magnified view of 
an aperture grille color CRT TEKNIK AUDIO VIDEO                                                                          Sri Waluyanti dkk 
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)                                                                                 257 
5.4.2.  Plasma 
Plasma adalah salah satu alternatif teknologi. Untuk menampilkan 
gambar warna, teknologi plasma menggunakan kombinasi pospor 
merah, hijau, dan biru. Berbeda dengan teknologi CRT, plasma memberi 
muatan kepada kantung-kantung yang berisi gas neon dan xeon yang 
berada di antara dua panel gelas. 
Analogi mudahnya, jika CRT 
hanya berisi sebuah tabung sinar 
katoda (cathode-ray tube), maka 
plasma terdiri dari satu juta 
tabung fluorescent berukuran 
sangat kecil. Ketika tabung 
fluorescent tersebut diberi 
muatan, gas neon dan xeon akan 
mengeluarkan foton ultraviolet. 
Kemudian foton menumbuk 
pospor yang akan memendarkan 
cahaya  warna. Kombinasi 
cahaya ini akan menghasilkan 
gambar di televisi sebagaimana 
yang kita lihat.  
Gambar 5-14. Susunan plasma display panel 
Masalah yang muncul di layar plasma berkisar pada kinerja pospor 
yang mengeluarkan cahaya. Kinerja pospor akan menurun seiring 
berjalannya waktu. Jika kinerja pospor sudah menurun,  maka cahaya 
yang dikeluarkan saat pospor ditumbuk foton, akan semakin berkurang 
dan redup. Rasio kontras  akan mengalami penurunan sebesar 50 
persen dalam waktu penggunaan 4-5 tahun. Sedangkan untuk aspek 
brightness (rasio terang), beberapa produsen mengklaim, penurunan 
Gambar 5-13. Contoh tampilan 
TV plasma Sri Waluyanti dkk                                                                                       TEKNIK AUDIO  VIDEO 
258                                                                 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 
sebesar 50 persen, baru akan terjadi setelah penggunaan selama 60.000 
jam (15 tahun penggunaan normal). 
Display plasma, neon dan Xenon berisi ratusan ribu sel-sel kecil 
yang diposisikan antara dua plat gelas/kaca. Elektroda-elektroda panjang 
juga disisipkan diantara lapisan gelas/kaca, pada kedua sisi dari sel 
tersebut.  Elektroda-elektroda terletak dibelakang sel-sel, sepanjang 
kaca tersebut. Elektroda transparan melingkupi bahan dielektrik dan 
ditutup oleh satu lapisan pelindung magnesium oksida. 
Gambar 5-15. Konstruksi lapisan pada plasma 
Kedua elektroda meluas keseluruh layar, dimana elektroda 
display disusun secara horisontal membentuk barisan sepanjang 
layar elektroda yang dituju (elektroda untuk pengalamatan titik) 
disusun membentuk kolom vertikal. Gambar 5-16. menggambarkan 
susunan kedua elektroda membentuk sebuah grid dasar.TEKNIK AUDIO VIDEO                                                                          Sri Waluyanti dkk 
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)                                                                                 259 
Gambar 5-16. Grid yang terbentuk oleh dua elektroda
Untuk mengionisasikan gas yang berada dalam sel tertentu, 
display plasma akan mengaktifkan elektroda vertikal dan  elektroda 
horisontal yang saling bertemu/berpotongan. Hal ini dilakukan beribu-ribu 
kali dalam waktu yang sangat singkat, untuk mengaktifkan tiap selnya. 
Jika elektroda yang berpotongan ini diaktifkan (dengan menggunakan 
beda tegangan antara kedua elektroda) maka arus listrik akan mengalir 
melalui gas yang ada di dalam sel tersebut. Pada saat yang bersamaan, 
sebuah aliran juga terbentuk oleh pengisian partikel yang akan memicu 
atom-atom gas untuk melepaskan foton ultraviolet. Foton yang 
dilepaskan ini berinteraksi dengan material pospor yang dilapisi di dalam 
dinding sel. Pospor adalah material yang akan menghasilkan cahaya 
(berpendar) jika terkena tumbukan. Ketika foton ultraviolet mengenai 
atom di dalam sel, sebuah elektron pospor akan melompat  ke tingkat 
energi yang lebih tinggi dan atom memanas. Pada waktu elektron 
mundur ke keadaan normal, maka akan dihasilkan energi dalam bentuk 
foton cahaya yang terlihat. 
5.4.3  LCD 
Rata-rata TV LCD memiliki rasio kontras mulai dari 400:1 hingga 
800:1. TV plasma mulai dari 600:1 sampai yang tercanggih memiliki kemampuan 1.500:1. Pada TV LCD, layar diterangi oleh  lampu belakang 
sehingga relatif tidak terpengaruh silau karena pantulan cahaya dan 
memberikan gambar-gambar modulasi yang halus dan terang bahkan 
dalam ruangan yang bercahaya terang atau dekat jendela dimana sinar Sri Waluyanti dkk                                                                                       TEKNIK AUDIO  VIDEO 
260                                                                 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 
Gambar 5-17. Bagian-bagiandisplay LCD 
matahari masuk. TV ini ringan dan dapat dipindahkan dengan mudah, 
yang berarti dapat ditempatkan hampir dimana saja yang dikehendaki si 
pengguna.  
Bagian-bagian LCD  dan fungsinya :  
1.  Vertical filter film untuk mempolarisasikan cahaya ketika masuk. 
2.  Glass substrate dengan ITO (Indium tin oxide ) electrodes. Bentuk 
elektroda ini akan menetukan (membentuk) elemen gelap yang akan 
tampak ketika LCD dinyalakan atau dimatikan.  
3. Twisted nematic liquid crystals. 
4.  Glass substrate dengan common electrode film (ITO) dilengkapi 
horizontal ridges sehingga menjadi satu baris dengan filter horisontal  
5. Horizontal filter film untuk memblokir dan meloloskan cahaya. 
6.  Reflective surface untuk memantulkan kembali cahaya ke depan. 
(pada backlit LCD, layer ini diganti dengan sumber cahaya) 
Ukuran rasio aspek menggambarkan perbandingan antara lebar 
layar dengan tingginya. TV konvensional memakai format 4:3, 
sedangkan TV layar lebar menggunakan perbandingan 16:9. Rasio 
ini tidak berbeda jauh dengan format yang dipakai industri film 
bioskop, sehingga film DVD sangat nyaman ditonton pada layar TEKNIK AUDIO VIDEO                                                                          Sri Waluyanti dkk 
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)                                                                                 261 
lebar, mengingat perbandingnya 1,85:1 tidak berbeda jauh dengan 
16:9.  
Dalam memilih TV sebaiknya dipertimbangkan juga aspek 
resolusi. Produk TV plasma dan LCD sudah memakai teknologi fixedpixel arrays. Artinya, produk ini sudah memiliki baris dan kolom yang 
tetap untuk format gambar tertentu. Secara umum kualitas TV yang 
bagus digolongkan sebagai high definition, bila memiliki nilai resolusi 
lebih dari satu juta, yaitu mulai dari 1280 x 720, 1366 x 768 dan 1024 
x 1024.   
Resolusi asli minimum dari layar haruslah 720 garis fisik pada 
rasio 16:9. Layar tersebut harus dapat menerima input HD melalui: 
• Antena dalam untuk menerima sinyal HDTV dari stasiun TV
yang sudah memancarkan program High-Definition
• HDMI  (High Definition Multimedia Interface) atau DVI  (Digital 
Visual Interface)
Sementara itu, Input-input HD harus memiliki format video HD :  
• 1280x720 @ 50Hz progression (720p) 
• 1920x1080 @50Hz interface (1080i). 
Gejala burn in atau dikenal juga dengan screen image retention
(jejak bayangan) merupakan penuaan pospor yang tidak merata pada 
layar terjadi pada semua layar yang menggunakan pospor termasuk 
CRT TV dan Plasma TV. Ada dua jenis jejak gambar yaitu jejak gambar 
sementara dan permanen. Jejak gambar sementara secara otomatis 
akan dihilangkan dengan  screen-saver yang sudah ada pada Plasma. 
Jejak gambar permanen hanya akan terjadi jika gambar yang sama (foto) 
ditampilkan pada layar dalam waktu yang sangat lama, yaitu seminggu. 
Dimana hal ini hampir tidak mungkin terjadi. Jadi Tidak ada yang perlu 
dikhawatirkan perihal jejak gambar. 
5.4.3.1 Konsep Liquid Crystal (Kristal Cair) 
Padat dan cair merupakan dua sifat benda yang berbeda. 
Molekul-molekul benda padat tersebar secara teratur dan posisinya tidak 
berubah-ubah, sedangkan molekul-molekul zat cair letak dan posisinya 
tidak teratur karena dapat bergerak acak ke segala arah. Pada tahun 
1888, seorang ahli botani, Friedrich Reinitzer, menemukan fase yang 
berada di tengah-tengah antara fase padat dan cair. Fase ini memiliki 
sifat-sifat padat dan cair secara bersama-sama. Molekul-molekulnya 
memiliki arah yang sama seperti sifat padat, tetapi molekul-molekul itu 
dapat bergerak bebas seperti pada cairan. Fase kristal cair ini berada 
lebih dekat dengan fase cair karena dengan sedikit penambahan 
temperatur (pemanasan) fasenya langsung berubah menjadi cair. Sifat Sri Waluyanti dkk                                                                                       TEKNIK AUDIO  VIDEO 
262                                                                 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 
ini menunjukkan sensitivitas yang tinggi terhadap temperatur. Sifat inilah 
yang menjadi dasar utama pemanfaatan kristal cair dalam teknologi. 
Untuk memahami sensitivitas kristal cair terhadap suhu, kita bisa 
menggunakan apa yang  dikenal sebagai mood ring. Mood ring dianggap 
sebagai cincin ajaib yang mempunyai daya magis yang dapat membaca 
emosi pemakainya. Saat si pemakai sedang marah atau tegang batu 
cincin tersebut berubah warna menjadi hitam, sedangkan  saat sedang 
tenang batu berwarna biru. Berbagai emosi lainnya bisa diketahui 
berdasarkan perubahan warna batu cincin magis ini. Magis  ataukah 
fisika ?, tentu saja fisika!. Karena batu cincin ini diisi dengan materi 
kristal cair yang sangat sensitif terhadap perubahan suhu, sekecil apa 
pun perubahannya. Perubahan suhu menyebabkan terpilinnya struktur 
molekul (twist) sehingga panjang gelombang cahaya yang diserap atau 
direfleksikan berubah pula.  
Perubahan suasana hati atau emosi si pemakai cincin 
menyebabkan perubahan suhu tubuh yang kemudian mempengaruhi 
suhu kristal cair yang terkandung dalam batu tersebut. Sewaktu suhu 
meningkat, molekul kristal cair terpilin dan menyebabkan warna merah 
dan hijau lebih banyak diserap dan warna biru lebih banyak direfleksikan 
sehingga warna yang terlihat adalah biru tua. Warna  ini menunjukkan 
keadaan hati yang sedang bahagia dan bergairah karena saat bahagia 
suhu tubuh paling tinggi (pembuluh kapiler semakin mendekati 
permukaan kulit dan melepaskan panas). Suhu tubuh minimum saat 
sedang tegang karena pembuluh kapiler masuk semakin dalam sehingga 
suhu turun (digambarkan dengan warna hitam sebagai warna yang 
ditunjukkan kristal cair pada suhu terendah). Selain temperatur, kristal 
cair juga sangat sensitif terhadap arus listrik (beda potensial). Prinsip 
semacam inilah yang digunakan dalam teknologi LCD. Ini sebabnya 
layar laptop terkadang terlihat berbeda di musim dingin atau saat 
digunakan di cuaca sangat panas. 
5.4.3.2 Nematic Liquid Crystal
Jenis kristal cair yang digunakan dalam pengembangan teknologi 
LCD adalah tipe nematic (molekulnya memiliki pola tertentu dengan arah 
tertentu). Tipe yang paling sederhana adalah twisted nematic (TN) yang 
memiliki struktur molekul yang terpilin secara alamiah  (dikembangkan 
pada tahun 1967). Struktur TN terpilin secara alamiah  sebesar 90º 
(Gambar 5-19). Struktur TN ini dapat dilepas pilinannya (untwist) dengan 
menggunakan arus listrik. TEKNIK AUDIO VIDEO                                                                          Sri Waluyanti dkk 
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)                                                                                 263 
Gambar 5-18. Fase nematik serta bahan pembentuknya 
Gambar 5-19. Ilustrasi twisted nematic
Pada Gambar 5-20. kristal cair TN (D) diletakkan di antara dua 
elektroda (C dan E) yang dibungkus lagi (seperti sandwich) dengan dua 
panel gelas (B dan F) yang sisi luarnya dilumuri lapisan tipis polarizing 
film. Lapisan A merupakan cermin yang dapat memantulkan cahaya 
yang berhasil menembus lapisan-lapisan  sandwich  LCD. Kedua 
elektroda dihubungkan dengan batere sebagai sumber arus. Panel B 
memiliki polarisasi yang berbeda 90
º
 dari panel F. 
Gambar 5-20. Sususan sandwich layar LCD Sri Waluyanti dkk                                                                                       TEKNIK AUDIO  VIDEO 
264                                                                 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 
Gambar 5-21. Cahaya mengikuti bentuk 
pilinan (tanpa arus) 
Begini cara kerja  sandwich  ajaib ini. Cahaya masuk melewati 
panel F sehingga terpolarisasi. Saat tidak ada arus listrik, cahaya lewat 
begitu saja menembus semua lapisan, mengikuti arah pilinan molekulmolekul TN (90º), sampai 
memantul di cermin A dan 
keluar kembali. Tetapi ketika 
elektroda C dan E (elek-troda 
kecil berbentuk segi empat 
yang dipasang di lapisan 
gelas) mendapat-kan arus, 
kristal cair D yang sangat 
sensitif terhadap arus listrik 
tidak lagi terpilin sehingga 
cahaya terus menuju panel B 
dengan polarisasi sesuai panel 
F. Panel B yang memiliki 
polarisasi yang berbeda 90º 
dari panel F menghalangi 
cahaya untuk menembus 
terus. Karena cahaya tidak 
dapat lewat, pada layar terlihat 
bayangan gelap berbentuk 
segi empat kecil yang 
ukurannya sama dengan 
elektroda E (berarti pada bagian tersebut cahaya tidak dipantulkan oleh 
cermin A). 
Sifat unik yang dapat langsung bereaksi dengan adanya arus listrik 
ini dimanfaatkan sebagai alat 
ON/OFF LCD. Tetapi sistem ini 
masih membutuhkan sumber 
cahaya dari luar. Komputer 
dan laptop biasanya dilengkapi 
dengan lampu  fluorescent 
yang diletakkan di atas, 
samping, dan belakang 
sandwich  LCD supaya dapat 
menyebarkan cahaya 
(backlight) sehingga merata 
dan menghasilkan tampilan 
yang seragam di seluruh 
bagian layar. Mudah bukan? 
Tetapi tunggu dulu, 
perancangan dan pembuatan 
LCD tidak semudah 
konsepnya. Masalah pertama 
disebabkan tidak ada satu pun 
Gambar 5-22. Cahaya mengikuti bentuk 
untwisted TN (ada arus) TEKNIK AUDIO VIDEO                                                                          Sri Waluyanti dkk 
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)                                                                                 265 
senyawa TN yang sudah ditemukan  dapat memberikan karakteristik 
paling ideal. Ini berarti kristal cair yang digunakan harus merupakan 
campuran berbagai senyawa TN. Untuk mencampur senyawa-senyawa 
ini diperlukan percobaan untuk menentukan formulasi terbaik, dan hal ini 
bukan hal mudah. Kadang-dibutuhkan sampai 20 macam senyawa TN 
untuk mendapatkan karakteristik yang diinginkan. Bayangkan saja, 
mencampur dua macam senyawa saja sudah sangat sulit karena
karakteristik masing-masing (misalnya rentang suhu) saling 
mempengaruhi. Belum lagi penentuan titik leleh campuran yang 
terbentuk. Selain itu, kristal cair TN yang terpilin sebesar 90o 
membutuhkan beda potensial sebesar 100% untuk mencapai  posisi 
untwist (posisi ON).  
5.4.3.3  Super-Twisted Nematic dan Thin-Film Transistor 
Pada tahun 1980, Colin Waters (Inggris) memberikan solusi bagi 
masalah ini. Ia bersama Peter Raynes menemukan bahwa semakin 
besar derajat pilinan, beda potensial yang dibutuhkan semakin kecil. 
Pilinan yang menunjukkan beda potensial paling kecil adalah 270º. 
Penemuan ini menjadi dasar dikembangkannya Super-Twisted Nematic 
(STN) yang sampai sekarang digunakan pada telepon selular sampai 
layar laptop. 
Pada waktu yang hampir bersamaan pula, Peter Le Comber dan 
Walter Spear (juga dari Inggris) menemukan solusi lain dengan cara 
menggunakan bahan semikonduktor silikon amorf untuk membuat ThinFilm Transistor  (TFT) pada tiap pixel TN. Metode ini menghasilkan 
tampilan dengan kualitas tinggi tetapi memerlukan biaya produksi yang 
sangat mahal dan melibatkan 
proses pembuatan yang rumit. 
Tentu saja rumit! Karena untuk 
menghasilkan gambar dengan 
kualitas 256 subpixel 
diperlukan sejumlah 256 pixel 
warna merah x 256 pixel biru x 
256 pixel hijau. Tunggu 
sebentar! 256 x 256 x 256 = 
16.8 juta. 16.8 juta transistor 
super mini harus dibuat dan 
dilekatkan ke lapisan TN? 
Rumit dan melelahkan! Tentu 
saja biayanya menjadi sangat 
mahal! Tetapi seiring dengan 
semakin majunya teknologi, 
biaya pembuatan TFT sedikit 
demi sedikit bisa ditekan karena ada penyederhanaan proses 
pembuatannya. Tetapi STN pun tidak mau kalah saingan! Kualitas 
Gambar 5-23. Persentase beda potensial 
STN (270º) Sri Waluyanti dkk                                                                                       TEKNIK AUDIO  VIDEO 
266                                                                 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 
tampilan STN semakin lama pun semakin baik sehingga keduanya terus 
bersaing ketat dan mendominasi pasar.  
Setiap pixel pada LCD memerlukan 2 buah transistor. Sebagai 
gantinya, digunakan TFT (thin-film transistor) display sehingga 
dibutuhkan satu transistor. Perkembangan teknologi LCD semakin pesat 
dalam dekade terakhir. Kepopuleran LCD terutama karena kualitas 
gambar yang baik, konsumsi energi yang kecil, serta kekuatan materi 
kristal cair yang tidak pernah mengalami degradasi. Penelitian lanjut 
terus dikembangkan untuk mencapai target yang sangat bervariasi, mulai 
dari usaha memproduksi LCD untuk ukuran layar yang semakin besar, 
sampai kemungkinan alternatif komponen dengan bahan  plastik yang 
lebih ringan. Sasaran utama yang paling dikejar sebagian besar 
produsen adalah LCD yang tidak lagi menggunakan  backlight. Tetapi 
apa pun tujuan pengembangan teknologi yang sedang mengalami 
kemajuan pesat ini, semuanya membutuhkan pemahaman dan penelitian 
fisika secara lebih mendalam. Kemungkinan pengembangan yang dapat 
dilakukan masih sangat luas. Siapa pun bisa menghasilkan solusi-solusi 
baru yang lebih canggih dan diterima masyarakat sebagai kemajuan 
teknologi modern.  
Display TFT (LCD)  hanya mempunyai satu resolusi yang optimal. 
Artinya hanya pada mode tersebut didapatkan kualitas  gambar yang 
terbaik. Pada monitor 17 inci misalnya, memiliki resolusi optimal pada 
1280x1024 pixel. Apabila dipilih resolusi lain, monitor harus melakukan 
interpolasi, sehingga kualitas gambar akan turun secara drastis. 
Gunakan selalu resolusi layar seperti yang direkomendasikan oleh 
produsennya. Monitor TFT sebaiknya juga menggunakan frekuensi 
refresh 60 Hz pada pengaturan monitor di Windows “Display Properties”. 
Tujuannnya agar konverter A/D pada monitor mempunyai waktu lebih 
untuk mendeteksi setiap pixel dan mengubahnya menjadi sinyal-sinyal. 
Pada beberapa model monitor TFT ditemui konfigurasi  otomatis yang 
berfungsi lebih baik pada frekuensi 75 Hz. Ada baiknya dilakukan 
pengujian pada frekuensi lainnya diikuti dengan kalibrasi setiap kali. 
5.4.4 Perbandingan LCD dan CRT 
Jika hendak memilih jenis display, perlu diperhatikan  kelebihan dan 
kekurangan dari display tersebut. Kelebihan LCD monitor antara lain: 
• Hemat energi listrik. Konsumsi daya bervariasi dan berhubungan erat 
dengan teknologi yang digunakannya. Layar CRT membutuhkan 
daya yang cukup besar, sekitar 100 watt untuk ukuran layar 19”. 
Tetapi pada LCD hanya membutuhkan rata-rata 45 watt untuk ukuran 
layar 19”. Konsumsi daya ini juga berpengaruh besar pada panas 
yang dihasilkan. Layar CRT cenderung lebih cepat panas  daripada 
layar LCD 
• Ukuran fisik lebih kecil dan ringan. LCD monitor secara umum lebih 
ringan daripada CRT, sehingga hampir semua display sekarang 
menggunakan LCD karena mudah dipindah. Bahkan dapat  ditaruh TEKNIK AUDIO VIDEO                                                                          Sri Waluyanti dkk 
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)                                                                                 267 
dipangkuan dan tidak memakan tempat, seperti penggunaan 
notebook. 
• Lebih aman terhadap mata, karena layar LCD menyala/mati secara 
individu per pixel-nya sehingga tidak menghasilkan kedip (flicker) 
seperti kedip yang terjadi pada layar CRT. Dengan demikian LCD 
tetap nyaman di mata meskipun dilihat dalam waktu yang cukup 
lama. 
Sedangkan kelebihan CRT antara lain:  
• Lebih murah, meskipun harga LCD semakin lama semakin menurun 
tetapi jika dibandingkan dengan harga CRT, LCD masih tetap lebih 
mahal. 
• Mampu menampilkan warna lebih detail. Layar CRT dikenal mampu 
menampilkan warna dengan berbagai gradasi warna yang lebih 
akurat daripada LCD. Meskipun LCD mulai diperbaiki pada masalah 
ini yaitu dengan meluncurkan model yang berkelas dilengkapi 
dengan teknologi kalibrasi warna.  
• Lebih responsif. Layar CRT memiliki sedikit permasalahan dengan 
masalah bayangan (ghosting) dan efek blur (blurring) sebab mampu 
melakukan pembentukan gambar kembali dengan cepat, daripada 
LCD. 
• Memiliki banyak resolusi. Jika layar akan digunakan untuk resolusi 
yang bervariasi maka CRT lebih bagus daripada LCD yang tidak 
dapat menghasilkan variasi resolusi dengan baik.  
• Dari segi kekuatan, CRT lebih kokoh daripada LCD.  
5.4.5   DLP 
Teknologi DLP didasarkan pada peralatan optik semikonduktor, 
yang disebut sebagai satu  Digital Micromirror Device (DMD), dimana 
digunakan cermin aluminium untuk memantulkan cahaya sehingga 
terbentuk sebuah gambar. DMD sering disebut sebagai chip DLP. Chip 
ini dapat ditaruh pada tangan, dengan jumlah lebih  dari 2 juta cermin 
yang membentuk matrik. Kode dari cermin menunjukkan resolusi layar. 
Teknologi DLP 1080p menghasilkan lebih dari 2 juta pixel untuk resolusi 
1920x1080 pixel. Selain cermian, DMD juga memiliki: 
1. Chip CMOS DDR Statik RAM, merupakan sel memori yang secara 
elektrik akan mempengaruhi cermin untuk miring ke posisi on atau off 
tergantung nilai logikanya (0 atau 1).  
2. Heat sink (peredam panas) 
3. Optical window, yang akan melewatkan cahaya yang masuk, 
disamping melindungi cermin dari kotoran dan debu Sri Waluyanti dkk                                                                                       TEKNIK AUDIO  VIDEO 
268                                                                 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 
Gambar 5-24. Arsitektur DMD 
Sebelum cermin pindah posisi pada ON atau OFF, chip dengan 
cepat akan mengkonversi aliran bit gambar menjadi kode yang sesuai 
dengan semikonduktor. Kemudian mengkonversi data dari interlace 
menjadi progresif, membiarkan gambar menjadi bayangan. Berikutnya, 
chip mengatur gambar agar sesuai dengan layar dan membuat setingan 
untuk gamabr termasuk brightness, sharpness dan kualitas warna.  color 
quality. Akhirnya, chip mengirim semua informasi ke cermin, dimana 
keseluruhan proses dilakukan hanya dalam waktu 16 mikro detik. 
Cermin-cermin ini menjulang di engsel kecil yang memberdayakan 
mereka untuk memiringkan ke arah sumber cahaya (ON) atau menjauh 
dari sumber cahaya (OFF) sebesar +/ 12°, dan berulang 5,000 kali per 
detik. Bila satu cermin dinyalakan lebih lama dari kondisi matinya, maka 
akan terbentuk warna gray. Sebaliknya jika cermin lebih lama mati 
daripada periode hidupny, maka akan terbentuk warna kelabu. TEKNIK AUDIO VIDEO                                                                          Sri Waluyanti dkk 
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)                                                                                 269 
  
Gambar 5-25.  Gambaran DLP light engine secara umum 
Cahaya diarahkan melalui sebuah lensa kemudian menuju ke 
layar untuk membentuk gambar. Cermin-cermin ini dapar merefleksikan 
pixel hingga 1024 gradasi kelabu untuk mengkonversi menjadi video 
atau isyarat grafis memasuki DLP sehingga menjadi gambar grayscale 
yang lebih detail. DLPs juga menghasilkan tingkatan hitam dalam 
beberapa teknologi proyeksi menggunakan cermin yang selalu di dalam 
posisi off.  Satu chip tunggal DLP sistem proyeksi dapat  menciptakan 
16,7 juta warna.  
Masing-masing piksel dari cahaya pada layar adalah biru atau 
hijau. Teknologi DLP bersandar pada mata penonton untuk mencampur 
piksel-piksel ke dalam warna-warna yang diinginkan.   Sebuah DLP 
Sistem proyeksi bioskop mempunyai tiga chip, masing-masing dengan 
kemampuan memproduksi sekitar 35 trilyun warna. Dalam suatu 3-chip 
sistem, cahaya putih dihasilkan dari lampu melewati suatu prisma yang 
membagi warna putih ini menjadi biru, hijau dan merah. Masing-masing 
chip diarahkan kepada salah satu dari tiga  warna-warna tersebut. 
Cahaya yang berwarna ini dicerminkan kemudian dikombinasikan dan 
melewati sebuah lensa proyeksi untuk membentuk suatu gambar. Sri Waluyanti dkk                                                                                       TEKNIK AUDIO  VIDEO 
270                                                                 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 
Gambar 5-26.  Proyektor skala besar dengan satu chip disetiap 
warna primernya. 

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar